APFS: Apple’s nieuwe bestandssysteem in begrijpelijke taal

Door: Raymon Mens - 43 reacties

Een van de nieuwigheden tijdens WWDC 2016 was de onthulling van APFS, het nieuwe Apple File System. Het spreekt niet zo tot de verbeelding als iOS 10, maar gaat wel voor een snellere en effici√ęntere werking van alle Apple-apparaten zorgen.

In dit artikel bekijken we de vernieuwingen en voordelen van APFS en leggen we uit waarom het huidige bestandssysteem HFS+ rijp voor vervanging is.

Wat is een File System / Bestandssysteem?

In goed Nederlands is een file system een bestandssysteem. Dit vormt de brug tussen hardware en software en zorgt voor de vertaling van digitale bestanden naar opslag op het fysieke medium, de harde schijf of SSD zelf. Een bestandssysteem probeert dit zo slim mogelijk te doen om slijtage en onnodig gebruik van ruimte te voorkomen.

Waarom iets nieuws?

Apple gebruikt momenteel HFS+ op al zijn apparaten HFS+. Een bestandssysteem dat al meer dan 30 jaar oud is. Diskettes waren state of the art. Hoewel HFS+ de tand des tijds regelijk heeft doorstaan, kan het niet nog eens 30 jaar mee. Bovendien heeft Apple noodgedwongen veel varianten van HFS+ gemaakt: een voor de Mac, een voor iOS, een voor CoreStorage (iCloud) en er is ook nog op verschillende manieren encryptie aan toegevoegd. Dat maakt het een onpraktisch geheel om bij te houden en te ontwikkelen.

hfs-current-001
De 9 varianten op HFS+. (klik/tap voor groter).

APFS vervangt alle 9 varianten

Het Apple File System gaat alle varianten van HFS+ vervangen en is gemaakt om te werken op het kleine flashgeheugen van de Apple Watch tot de terabytes opslag die een Thunderbolt NAS of Mac Pro kan hebben. Het is gemaakt met SSD en flashopslag als uitgangspunt en bevat standaard volledige ondersteuning voor versleuteling van bestanden. Tot slot maakt het volledig gebruik van 64-bits hardware.

Wat heb jij eraan?

APFS brengt voor eindgebruikers een groot aantal voordelen. We zetten de belangrijkste op een rij:

Bescherming bij crashes: APFS is zo gemaakt dat stroomuitval, een lege accu of een crash niet tot beschadigde bestanden leiden. Het systeem zorgt ervoor dat een schrijfactie die niet helemaal voltooid kan worden door stroomuitval niet tot een half bestand leidt. Het is alsof de actie nooit heeft plaatsgevonden.

Flexibele partities: Met APFS wordt het gemakkelijker om partities groter en kleiner te maken. Vrije ruimte kan ongeacht de volgorde van aanmaken aan iedere partitie toegewezen worden. In onderstaand voorbeeld kunnen we links partitie 0 niet groter maken, want partitie 1 zit in de weg. Partitie 1 zou dan eerst verwijderd moeten worden, waarna partitie 0 vergroot kan worden. APFS lost dit op door alle partitie in één container te stoppen en die flexibel te maken. Zo kan een stukje van partitie 0 gewoon na partitie 1 beginnen

apfs-partities001
Klik/tap voor groter.

Cloning zorgt voor meer ruimte: Even een kopie maken voordat je een plaatje of ander bestand gaat bewerken. Iedereen doet het wel eens en we vinden het normaal dat een kopie van een bestand van 10MB ook 10MB extra ruimte kost. APFS pakt dit slimmer aan en slaat bij een kopie van een bestand alleen de wijzigingen naast het origineel op. Niet het origineel nogmaals. Verwijder je de kopie omdat het geen geslaagde bewerking was? Dan worden de wijzigingen weggegooid en hou je het origineel. Verwijder je het origineel omdat de bewerking geslaagd is? Dan vormen de bits van het origineel en de wijzingen samen het nieuwe bestand. Dit werkt niet alleen met individuele bestanden, maar ook met hele mappen.

Snapshots: Een snapshot is een clone van een volledige harde schijf. Het werk volgens hetzelfde principe: de staat van de harde schijf wordt opgeslagen en veranderingen die na het snapshot worden gemaakt, worden apart weggeschreven. Bij het herstellen van een snapshot hoeven alleen de veranderingen weggegooid worden. Dit is nuttig voor snelle back-ups, maar denk ook aan iOS-apparaten in de klas waar de leerkracht een snapshot met de originele staat van het apparaat na de lessen terugzet. Dit is veel sneller dan een volledige back-up die √°lle bestanden bij het herstellen moet overschrijven.

Encryptie: Zowel iOS als OS X ondersteunen momenteel encryptie van bestanden. In iOS is ieder bestand individueel versleuteld (balen voor de FBI) en op OS X kan optioneel de hele schijf versleuteld worden. APFS zorgt voor dezelfde encryptie op iOS en OS X. Dat houdt in dat ook de Mac toegang krijgt tot de extra veilige versleuteling waarbij ieder bestand met een eigen key is versleuteld. Om cloning en snapshots veiliger te maken, worden ook metadata en opgeslagen wijzigingen individueel versleuteld.

In 2017 klaar

APFS zal in 2017 standaard op alle Apple-apparaten staan en gebruikers kunnen dan ook upgraden. Voorlopig is het Apple File System nog in experimentele fase en kan het alleen op externe harde schijven met de beta van macOS Sierra worden gebruikt. Apple heeft dit bewust gedaan omdat het bestandssysteem nog volop ontwikkeld wordt en het zo absoluut uitgesloten is dat te nieuwsgierige gebruikers het alvast op hun Mac gaan draaien.

Reacties

43 reacties
  • Profielfoto
    Afroman

    Is dit nou ook softwarematig aan te passen in disk utility voor huidige Macs of niet?

  • Profielfoto
    Raymon Mens

    Het zit momenteel alleen in de command line van OS X Sierra.

  • Profielfoto
    wensink

    Dit is nou innovatie!

  • Profielfoto
    doctor_apple

    e-i-n-d-e-l-i-j-k … Erg lang over gedaan in Cupertino …

    Allerlei bestandsindelingen verder, ReiserFS, JFS, XFS, ZFS en BTRFS met – in sommige gevallen – best mooie functionaliteiten. Zeker XFS, ZFS en BTRFS …

    Veel van de mogelijkheden zitten in ZFS en BTRFS … BTRFS ben ik nog niet zo mee bekend, heb er van de week mee lopen experimenteren onder OpenSUSE … Best aardig, en veel van de genoemde functionaliteiten, zoals cloning, snapshotting is daarin reeds aanwezig … En als je ermee begint te werken, dan heb je toch al snel zoiets van … “waarom zit het (nog) niet in MacOS X?” …

    Maar goed, volgend jaar in macOS v2 … we kijken ernaar uit …

  • Profielfoto
    Mich

    Niet echt helemaal OT, maar hoe zit dit met RAID drives?
    Ik heb een Mac mini met 2x1TB in raid0 en had dit verder graag behouden met APFS. Best belachelijk dat dit nu via command line moet geprogrammeerd worden.:(

  • Profielfoto
    Franky Mac

    Mwa, het is nog beta, dat zal wel de reden zijn dat het nog via terminal moet. Pas volgend jaar wordt het uitgerold, dan zul het misschien via het schijfhulpprogramma geregeld kunnen worden. Maar als je data je lief is, dan kun je het beste een jaar wachten. Trouwens, is RAID 0 niet Scary RAID?

  • Profielfoto
    Shmoo

    APFS in begrijpelijke taal… Sure…

  • Profielfoto
    Shyos

    APFS in begrijpelijke taal… Sure…

    Dat jij nergens wat van begrijpt was me al lang duidelijk met je eeuwige negatieve, doemdenkende, probleemzoekende en zeurderig commentaar. Pffff ?

  • Profielfoto
    CD130

    Gaat dit een merkbaar verschil opleveren of moet ik mij daar niet teveel van voorstellen?

  • Profielfoto
    CD130

    En dan bedoel ik qua snelheid:)

  • Profielfoto
    Shmoo

    @Shyos sorry dat ik het niet begrijp. We zijn niet allemaal naar ICT school geweest.

  • Profielfoto
    Tys Brenets

    @Skyos: EINDELIJK IEMAND! ??????
    @Shmoo: stop ALSJEBLIEFT inderdaad een keer met je eeuwige negatieve, doemdenkende, probleemzoekende en zeurderig commentaar.
    @Raymon: kan ik een ban voor iemand anders aanvragen?

  • Profielfoto
    bugboy

    waarom zit het (nog) niet in MacOS X?” …

    Apple heeft een tijd lang de focus gehad op ZFS. Na de overname van Sun door Oracle, kwam ook ZFS in bezit van Oracle en vond Apple het licentie-technisch te tricky. Blijkbaar zijn ze zelfs toen opnieuw begonnen. Geen overbodige luxe, want HFS begon flink achterop te raken.

  • Profielfoto
    pannekoek

    Zouden ze dan na de 3,1 de 5,1-en afserveren bij de introductie in 2017?

    Maar qua features klinkt het een grote stap voorwaarts. zelf had ik graag toch het nimmer uitgevoerde ZFS gezien, of BTRFS ipv een eigen fabrikaat. Maar de tijd zal het leren of het zich kan meten met de beproefde FS-en. ’t Is inderdaad wel eens tijd om langzaam HFS+ uit te gaan faseren.

    Ik ben benieuwd naar mogelijkheden van die alternatieve De-dupe functie bij bestaande datasets die integraal worden overgezet. Binnenkort maar even m’n huiswerk gaan doen.

    @ CD130, mijn vermoeden is, is dat het niet sneller is op gelijkblijvende hardware. Ik verwacht dat de CPU meer moet rekenen aan de data die naar disk gaat. Hoeveel, en of dat zo is, daar komen straks heel veel benchmarks voor. Maar met de huidige opkomst van NVMe drives zal het met snelheid uiteindelijk wel goed zitten.

    En het is even afwachten wat voor impact het heeft op het RAM gebruik. ZFS met De-dupe en compression vroeg om 1GB ram per 1TB. Dat kan best hard gaan met wat interne Disks en wat externe disks tegelijk aan je computer.

  • Profielfoto
    computer space

    Nog vergeten: timestamps gaan voortaan in nanoseconden, omdat schrijven steeds sneller gaat.
    Je gaat wel verschil in snelheid zien. Deduplication kost tijd, maar met een ssd valt dit mee. Vooral op hd ga je vertraging zien. Daar is ook de manier van partitioneren en toewijzen van plekken aan bestanden nadelig.

  • Profielfoto
    Zakske

    @Raymon: kan ik een ban voor iemand anders aanvragen?

    Nee, Tys Brenets / Helena Vanaeken / Josdepooier / Nummer 13 t/m 29, helaas ben jij niet in de positie om voor iemand een ban aan te vragen.

  • Profielfoto
    madcat

    Raymon, mijn complimenten voor het goede artikel!

  • Profielfoto
    Lauwrence

    Snapshot is mooi. Ik had het in 1986 al op de Amiga, maar ach;-)

  • Profielfoto
    scd

    @ madcat +1

  • Profielfoto
    koen

    Kan iemand in begrijpelijke taal eens uitleggen wat er dan precies mis is met HFS+?

  • Profielfoto
    aartjan.nl/blog

    Goed artikel, comlimenten! En het zijn allemaal erg welkome verbeteringen. Snellere backups, meer veiligheid, meer mogelijkheden, robuuster. Allemaal essentieel.

  • Profielfoto
    McJohn

    @ Koen

    Bovendien heeft Apple noodgedwongen veel varianten van HFS+ gemaakt: een voor de Mac, een voor iOS, een voor CoreStorage (iCloud) en er is ook nog op verschillende manieren encryptie aan toegevoegd. Dat maakt het een onpraktisch geheel om bij te houden en te ontwikkelen.

    Ik heb er ook niet zo héél véél verstand van, maar mogelijks is het ergens ook een teken aan de wand dat Apple computers in de toekomst met Apple ontwikkelde chips, zoals je nu in de iPhone, iPad, iPod, Apple TV hebt, ten tonele gaan komen. Apple wil zoveel mogelijk zelf ontwikkelen zodat men niet meer van derden afhankelijk is.

  • Profielfoto
    SunKeeper

    Vooral op hd ga je vertraging zien. Daar is ook de manier van partitioneren en toewijzen van plekken aan bestanden nadelig.

    Zou Apple het wel gaan inschakelen op harde schijven?
    Lijkt me dan misschien minder handig. Dan val je dubbel zo hard terug in snelheid als je vanaf SSD een keer op een HD moet werken.

  • Profielfoto
    Pivni Pes

    @Raymon: kan ik een ban voor iemand anders aanvragen?

    Nee, Tys Brenets / Helena Vanaeken / Josdepooier / Nummer 13 t/m 29, helaas ben jij niet in de positie om voor iemand een ban aan te vragen.

    (y)
    Hahaha, Helena, heb ik wel voorbij zien schuiven, Josdepooier is me onbekend.
    Maar inderdaad, wie is Tys Brenets ?
    0 posts en dan al een ban aanvragen voor waarschijnlijk Shmoo die alleen maar een kritisch noot legt.

  • Profielfoto
    Poezenbeest

    Nog nooit zoveel afkortingen in de commentaren gezien… Dit is inderdaad wel materie voor gevorderden, maar duidelijk uitgelegd. Ik hoop dat dit ook op een Fusion Drive een gunstig effect heeft.

  • Profielfoto
    polansky

    Ja mooi dat het nu ook een 64-bits bestandssysteem wordt,, maar onbegrijpelijk dat je geen hoofdletters in je bestandsnamen kunt toepassen. Dat is absoluut een reden om het voorlopig NIET te gaan gebruiken.

    Waarschijnlijk is dit ook de reden dat je het alleen kunt activeren door een systeemcommando – en dus heeft het niets te maken met nieuwsgierige gebruikers, eerder met onwetende gebruikers zodat zij geen domme fouten kunnen maken en daardoor bestanden verliezen… – Ik ga er vanuit dat Apple dit probleem in volgende versies gaat aanpakken.

  • Profielfoto
    Targaryen

    Als ik het artikel goed begrijp, is dit dus een grote verbetering! Ik ben benieuwd!
    Zulke vernieuwingen omarm ik graag. Liever deze vernieuwingen dan eye candy die geen functionaliteit toevoegen.

  • Profielfoto
    Rtoonen

    @polansky
    Ja kan wel hoofdletters gebruiken, het bestandssysteem ziet echter t.doc als een ander bestand dan T.doc. Al jaren zo bij vele Unix varianten.

  • Profielfoto
    Alexander Henket

    Waarschijnlijk moet ik APFS eerst aan den lijve ondervinden ON te weten wat ik eraan heb. Vooralsnog heb ik te weinig problemen met HFS+ om te denken dat ik over -moet-. De lijst features van APFS klinkt goed overigens. Dank voor dit artikel. Ik hoop vooral dat de overgang zonder herformatteren gepaard gaat. Verder heel begrijpelijk dat Apple begint met command line en andere beperkingen. Een beta bestandssysteem is gewoon niet niks. Dat moet je echt testen met professionals en niet met jan-de-publieke-tester. Die klaagt voor je het weet heel Facebook bij elkaar omdat ie alles kwijtraakte.

  • Profielfoto
    polansky

    Klopt RToonen en dat is héél ververvelend als verschillende mensen aan één en hetzelfde document moeten werken.

    Bovendien zijn er nog wel wat zaken die Apple moet gladstrijken voor wat betreft APFS.

    Er zijn nog wel enkele struikelblokken voor het gebruik. Zo kan APFS nog niet voor opstartschijven gebruikt worden, zijn bestandsnamen nog case-sensitive, worden back-ups van Time Machine nog niet ondersteund, kunnen volumes nog niet met FileVault versleuteld worden en kan het bestandssysteem nog niet overweg met Fusion Drives van Apple-computers.

    – Bron: Tweakers.net

  • Profielfoto
    Alexander Henket

    @polansky. Met die quote van tweakers weet ik zeker dat Apple er goed aan doet het ‘klein’ te houden. Klinkt meer als alpha dan als beta

  • Profielfoto
    pannekoek

    Zeker nog in alpha fase, en dat dan al wel in 2017 winkel-breed op alle producten gaan introduceren. Dat kan wel als het echt, echt, echt af is. Of het is net als ZFS een gelijksoortig experiment dat het niet gaat halen. In een andere tak van sport, Metal, wat ook niet is geworden wat het had kunnen zijn.

    Ik ben optimistisch, er moet een keer iets lukken. Als het niet in 2017 is, dan maar in 2018 of 2019, maar dan ook echt goed, af en beproefd. Tot die tijd is HFS+ op je Mac volgens mij echt prima, en doen we ZFS en BTRF op NAS-en en in SAN oplossingen.

  • Profielfoto
    SunKeeper

    In een andere tak van sport, Metal, wat ook niet is geworden wat het had kunnen zijn.

    Niet mee eens, het wordt al behoorlijk toegepast in situaties waar het voordeel kan bieden en dat doet het ook echt.

    Als je niet snapt wat het doet moet je het ook niet willen gebruiken. Snap je het wel dan weet je waarom.

  • Profielfoto
    MoNdO GeNeRaToR

    Erg duidelijk artikel! Bedankt.

  • Profielfoto
    Raymon Mens

    Bovendien zijn er nog wel wat zaken die Apple moet gladstrijken voor wat betreft APFS.

    Ik vermoed zelf dat een aantal van deze dingen ook bewust gecre√ęerd zijn zodat mensen het echt echt echt niet op de primaire partitie van hun Mac gaan gebruiken.

  • Profielfoto
    Eprom

    Flexibele Partities zijn voor mij alleen al een reden om over te stappen. Ik heb me altijd afgevraagd waarom dit nou niet handiger kon.

  • Profielfoto
    iDEOwen

    Mooi artikel,alleen heeft CoreStorage helemaal niets met iCloud te maken.
    Zoals bugboy al heeft gezegd heeft had Apple idd ZFS als focus gehad, zat zelfs in de beta van Mac OS X 10.6.
    iig krijgen we nu eindelijk iets totaals nieuws:)

  • Profielfoto
    Alison

    Waarom gebruikt Apple niet het bestandssysteem dat ook onder Windows wordt gebruikt?

    Alison

  • Profielfoto
    koen

    Kan iemand in begrijpelijke taal eens uitleggen wat er dan precies mis is met HFS+?

    Niemand?

  • Profielfoto
    pannekoek

    @ Koen, het is zoals ik in het artikel lees vooral heel duur om alle varianten van HFS+ te onderhouden. Het systeem is te oud om aan binnen geaccepteerde budgetten aan de vragen van de moderne technieken te kunnen worden aangepast.

    In het kort, de technologische rek is er uit.

    Is het systeem dan slecht, nee. Is het tijd voor iets anders, ja. Schieten we er straks iets mee op? Zeker.

    Mis je nu iets in HFS+ dat APFS wel heeft? Als je geen behoefte hebt gehad om je te verdiepen in andere File Systems (wat voor veel gebruikers gezond en normaal is) dan merk je straks weinig verschil.

    Hier gaat de auto analogie wel weer een keer op. HFS+ is een oude auto, tijd voor een nieuwe. Veiliger, effici√ęnter, comfortabel en nieuwe snufjes.

  • Profielfoto
    Ree

    Waarom gebruikt Apple niet het bestandssysteem dat ook onder Windows wordt gebruikt?

    Goede vraag, kijkend naar de uitgebreide lijsten op deze pagina; https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_file_systems zou je haast zeggen dat OS X/macOS prima op NTFS zou moeten kunnen werken.

    in de lijsten lees ik niets over journaling, quota, labels/colors*, maar ongetwijfeld heeft NTFS daar een alternatief voor.

    HFS+ is echter niet zonder reden gekozen; HFS+ is een evolutie van HFS, wat — als ik het goed herinner — al sinds System 7 gebruikt wordt. Daar hangt dus een stukje backwards compatibility aan vast

    Als we NTFS gaan vergelijken met het aangekondigde APFS, dan heeft APFS een paar streepjes voor;
    – Data de-duplication
    – Gespreide partities

    van een aantal punten in het artikel hierboven denk ik; “dat heeft NTFS toch ook al?”
    – file-level encryption
    NTFS heeft ook encryption, maar waarschijnlijk niet met “per-file-encryption-key”
    – snapshots
    NFTS heeft volume shadow copy

    Ongetwijfeld is er voor elk van de HFS+ features een NTFS variant en wat mist in HFS+ wordt nu in APFS opgepakt.

    en als alle features vergelijkbaar zijn, waarom dan toch geen NTFS? Waarom geen ZFS, of BTRFS, of EXT4
    Waarschijnlijk omdat elk van die systemen toch enkele punten mist of niet goed genoeg doet.
    “vergelijkbaar” is namelijk nog steeds geen “gelijkwaardig” en al helemaal geen “identiek”

    *) Apple gebruikt voor labels/colors een 3-tal ongebruikte bytes in de file-header-block, daarom zijn het er ook max 7. kan de bron hiervoor zo gauw niet vinden

  • Profielfoto
    Yh-xxl

    Als we NTFS gaan vergelijken met het aangekondigde APFS, dan heeft APFS een paar streepjes voor;
    ‚Äď Data de-duplication
    ‚Äď Gespreide partities

    Ik denk dat NTFS ook gespreide partities aankan,, op een dynamisch volume.
    Kan denk ik wel niet zomaar gebruikt worden als opstartpartitie.

  • Profielfoto
    cmug

    Ik heb 10.12.4 bèta (16E163f) om mijn Macbook gezet. Had verwacht APFS ergens te kunnen vinden. Zoek ik niet goed ?